CN109839409A - 一种采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法 - Google Patents

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曲萍
赵永富
常国斌
张扬
宋江峰
汪敏
王合叶
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Abstract

本发明公开了一种采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,首先采用电子鼻气进行味值提取，然后使用电子鼻自带WinMuster软件进行Loading分析、PCA分析和LDA分析；使用SPSS对10个传感器的气味值进行差异显著性分析。本发明通过电子鼻气味值提取后进行数据分析可以判断鸭肉制品是否经过辐照处理。LDA分析能够明显区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。当区分度值高于0.415时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的烤鸭样品的气味；当区分度值高于0.766时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的盐水鸭样品的气味。辐照前后鸭肉产品袋内气体检测的主要贡献传感器不同时，loading分析能够区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。

Description

一种采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体为一种采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法。
背景技术
近几年，人们对肉类产品的消费观念随着生活水平的提高发生了较大变化，不再仅以猪肉、牛羊肉等畜肉产品为主，逐渐向鸡、鸭、鹅等家禽肉产品转变，其中，盐水鸭、烤鸭等肉鸭产品在家禽肉产品中又占据了半壁江山。我国的养鸭业具有悠久的历史，早在公元前500年，我国就有大群养鸭、食用鸭肉和鸭蛋的记载。进入上世纪80年代，我国的养鸭业迅速发展，饲养量以平均每年5％～8％的速度递增，但由于鸭肉含水量高(高达78％)、营养丰富(富含优质蛋白质、维生素、微量元素等)，为微生物提供了良好的生长、繁殖环境。因此，如果肉鸭产品加工过程中杀菌不彻底，产品容易出现出水、变色、涨袋、货架期短等问题。辐照技术以其杀菌彻底，可以在不破坏产品包装的前提下对预包装产品进行加工处理等优势引起了研究人员的关注，并且已经开展了大量的研究工作。上世纪80年代，我国对鸭肉产品的辐照加工研究就见报道，几十年来，相关研究内容不断拓宽、深入，目前已经涉及辐照保鲜工艺、辐照对鸭肉营养品质的影响、辐照对鸭肉产品风味的影响等。有研究表明，对保鲜剂处理的盐水鸭在真空包装后进行辐照处理(2-4kGy)，辐照杀菌效果显著，将产品的货架期延长至2-3月，但盐水鸭的风味发生变化，与未辐照盐水鸭相比，有轻微“辐照味”且香味变淡。
发明内容
为解决现有技术中很难直接分辨出鸭肉制品是否经过辐照的缺陷，本发明提供一种采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法。
一种采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,包括以下步骤：
1)、电子鼻气味值提取：
将烤鸭肉剪碎后置于样品瓶中，20℃顶空30min，电子鼻测量参数设置：洗气时间120s、调零时间5s、样品准备时间5s、进样时间60s、流速300ml/min；
将盐水鸭肉绞碎后置于三角瓶中，用锡纸密封后，在30℃温度条件下水浴顶空30min，电子鼻测量参数设置：洗气时间120s、调零时间5s、样品准备时间5s、进样时间90s、流速150ml/min；
2)、使用电子鼻自带WinMuster软件进行Loading分析、PCA分析和LDA分析；使用SPSS对10个传感器的气味值进行差异显著性分析。
进一步的，烤鸭肉的取样量为5g，将其剪碎后置于20ml的样品瓶中。
进一步的，盐水鸭肉的取样量为10g，将其剪碎后置于150ml的三角瓶中。
优选的，所述的电子鼻为德国Airsense公司生产的PEN3型电子鼻。PEN3型便携式电子鼻含有10个不同的金属传感器，分别为：W1C/S1、W5S/S2、W3C/S3、W6S/S4、W5C/S5、W1S/S6、W1W/S7、W2S/S8、W2W/S9、W3S/S10；不同传感器对不同类型气体特异性响应，分别为：芳香型化合物、氮氧化物、氨类和芳香型化合物、氢气、烯烃和芳香型化合物、烃类物质、硫化氢、醇类和部分芳香型化合物、芳香化合物和有机硫化物、烷烃。
有益效果：鸭肉产品袋内气味的主要组成成分为：氮氧化物、硫化氢、芳香化合物和有机硫化物。本发明通过电子鼻气味值提取后进行数据分析可以判断鸭肉制品是否经过辐照处理。LDA分析能够明显区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。当区分度值高于0.415时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的烤鸭样品的气味；当区分度值高于0.766时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的盐水鸭样品的气味。辐照前后鸭肉产品袋内气体检测的主要贡献传感器不同时，loading分析能够区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。
附图说明
图1：未辐照烤鸭气味值的Loading分析；
图2：辐照烤鸭气味值的Loading分析(8kGy)；
图3：未辐照盐水鸭气味值的Loading分析；
图4：辐照盐水鸭气味值的Loading分析(8kGy)；
图5：不同剂量辐照处理的烤鸭的LDA分析；
图6：不同剂量辐照处理的盐水鸭的LDA分析；
图7：不同剂量辐照处理的烤鸭的PCA分析；
图8不同剂量辐照处理的盐水鸭的PCA分析。
具体实施方式
实施例
1)、烤鸭、盐水鸭样品分别购自南京市板鸭厂。盐水鸭、烤鸭样品加工完成后按1/4只每袋进行切割、真空包装并运送至实验室；辐照处理前,除了工艺中必须的煮制、烤制工序外，未对样品进行其他的杀菌处理。
2)、样品的辐照处理于南京航空航天大学辐照中心进行。辐照源为60Coγ射线，预设辐照剂量为0、2、4、6、8kGy，辐照剂量率为0.9kGy·h-1，辐照后于低温条件(4℃左右)下储藏备用。
3)、
烤鸭：精确称取5g烤鸭肉，将其剪碎后置于20ml的样品瓶中，于20℃顶空30min，电子鼻测量参数设置：洗气时间120s、调零时间5s、样品准备时间5s、进样时间60s、流速300ml/min。
盐水鸭：精确称取10g盐水鸭肉，绞碎后置于150ml的三角瓶中，用锡纸密封后，在30℃温度条件下水浴顶空30min，电子鼻测量参数设置：洗气时间120s、调零时间5s、样品准备时间5s、进样时间90s、流速150ml/min。
4)、使用电子鼻自带WinMuster软件进行Loading分析(传感器贡献率分析)、PCA分析(主成分分析)和LDA分析(线性判别)；使用SPSS对10个传感器的气味值进行差异显著性分析。
由图1-4中loading分析的结果可以看出，辐照及未辐照烤鸭样品袋内气味值第一主成分的三个主要贡献探头均为S2、S7和S9，且三个探头贡献大小的排序为S7>S9>S2；第二主成分的主要贡献探头为S9；未辐照样品中第一主成分的贡献率为94.7％，第二主成分的贡献率为1.1％；辐照样品中第一主成分的贡献率为97.7％，第二主成分的贡献率为1.4％。辐照及未辐照盐水鸭样品袋内气味值第一主成分的三个主要贡献探头也均为S2、S7和S9，但三个探头贡献大小的排序为S2>S7>S9；第二主成分的主要贡献探头为S7和S9，贡献大小的排序为S7>S9；未辐照样品中第一主成分的贡献率为85.3％，第二主成分的贡献率为9.4％；辐照样品中第一主成分的贡献率为90.9％，第二主成分的贡献率为7.4％。虽然烤鸭、盐水鸭辐照后第一主成分的贡献率都高于未辐照样品的贡献率，但无论是烤鸭还是盐水鸭，辐照前后第一、第二主成分的主要贡献探头都相同，即袋内气体的主要组成成分相同。
由图5和图6的LDA分析图可以看出，不同剂量辐照后的样品袋内气体的气味值都分散在不同的区域，LDA分析能够明显区分经不同剂量辐照后的烤鸭、盐水鸭的气味值。
表1不同剂量辐照的烤鸭气味值的区分度
表2不同剂量辐照的盐水鸭气味值的区分度
由图7和图8的PCA分析图可以看出，烤鸭、盐水鸭在经不同剂量辐照后，气味值都有较大面积的相互覆盖，说明辐照前后气味值的主要成分在一定程度上相同。结合表1和表2中PCA分析的各剂量处理间的区分度结果，当区分度值高于0.415时，能明显区分出不同剂量辐照的烤鸭样品的气味值；当区分度值高于0.766时，能明显区分出不同剂量辐照的盐水鸭样品的气味值。
表3烤鸭辐照处理前后10个传感器响应值
Table 3 Analysis of variance of response values of 10 sensors forroast duck
注：数据后的字母(a、b、c、d、e)表示差异显著性，字母不同表示差异显著(p<0.05)；下表同。
Note:The letters after the data(a,b,c,d,e)indicate significantdifferences,and the letters indicate significant difference(p<0.05).
表4盐水鸭辐照处理前后10个传感器响应值方差分析
Table 4 Analysis of variance of response values of 10 sensors forsalty wild duck
由表3和表4的记过可以看出，对烤鸭袋内气味值第一、第二主成分贡献都较大的S9的响应值是辐照后显著高于辐照前，并且随辐照剂量增加，响应值显著增加。对盐水鸭袋内气味值第一主成分贡献都较大的S2的响应值也呈现同样的趋势。
鸭肉产品袋内气味的主要组成成分为：氮氧化物、硫化氢、芳香化合物和有机硫化物。本发明通过电子鼻气味值提取后进行数据分析可以判断鸭肉制品是否经过辐照处理。LDA分析能够明显区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。当区分度值高于0.415时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的烤鸭样品的气味；当区分度值高于0.766时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的盐水鸭样品的气味。辐照前后鸭肉产品袋内气体检测的主要贡献传感器不同时，loading分析能够区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。

Claims (7)

1.一种采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,其特征在于，包括以下步骤：
1)、电子鼻气味值提取：
将烤鸭肉剪碎后置于样品瓶中，20℃顶空30min，电子鼻测量参数设置：洗气时间120s、调零时间5s、样品准备时间5s、进样时间60s、流速300ml/min；
将盐水鸭肉绞碎后置于三角瓶中，用锡纸密封后，在30℃温度条件下水浴顶空30min，电子鼻测量参数设置：洗气时间120s、调零时间5s、样品准备时间5s、进样时间90s、流速150ml/min；
2)、使用电子鼻自带WinMuster软件进行Loading分析、PCA分析和LDA分析；使用SPSS对10个传感器的气味值进行差异显著性分析。
2.如权利要求1所述的采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,其特征在于，烤鸭肉的取样量为5g，将其剪碎后置于20ml的样品瓶中。
3.如权利要求1所述的采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,其特征在于，盐水鸭肉的取样量为10g，将其剪碎后置于150ml的三角瓶中。
4.如权利要求2或3所述的采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,其特征在于，所述的电子鼻为德国Airsense公司生产的PEN3型电子鼻。
5.如权利要求4所述的采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,其特征在于，LDA分析能够明显区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。
6.如权利要求4所述的采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,其特征在于，当区分度值高于0.415时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的烤鸭样品的气味；当区分度值高于0.766时，PCA分析能明显区分出不同剂量辐照的盐水鸭样品的气味。
7.如权利要求4所述的采用电子鼻分辨辐照鸭肉制品袋内气味的方法,其特征在于，辐照前后鸭肉产品袋内气体检测的主要贡献传感器不同时，loading分析能够区分辐照与未辐照鸭肉制品的气味。
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